Свойства газов и паров Реальные газы

При выводе термического к. п. д. обратимого цикла Карно были использованы соотношения, справедливые только для идеального газа. Поэтому, для того чтобы можно было распространить все сказанное о цикле Карно на любые реальные газы и пары, необходимо г доказать, что термический к. п. д. цикла Карно не зависит от свойств вещества, при помощи которого он осуществляется. Это и является содержанием теоремы Карно. Для доказательства этой теоре- 2 предположим, что две машины //////////////////////////////А i работают по обратимому циклу Рис. 8-5 Карно с различными рабочими те- [c.116]

ГЛАВА 4. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ И ПАРОВ [c.96]

Практика использования реальных газообразных рабочих тел показывает, что расчеты, проведенные на основании уравнения Клапейрона pv = RT, далеко не всегда дают достаточно точные результаты. Происходит это оттого, что реальные газы и пары обладают свойствами, выходящими за рамки модели идеального газа. [c.96]

При изучении процессов компрессорных машин необходимо учитывать свойства реальных газов и паров. Так, если внутренняя энергия и энтальпия идеального газа не зависят от давления и при одинаковой температуре (точки / и 7 рис. 8.2, а) равны, то внутренняя энергия реального сжатого газа при одинаковой температуре всегда меньше (рис. 8.2,6). Связано это с тем, что при сближении молекул потенциальная составляющая внутренней энергии всегда уменьшается, поэтому [c.293]

Б. Свойства и уравнение состояния реальных газов и паров [c.33]

Так как физические свойства различных веществ изучаются главным образом экспериментально, то надо посмотреть, подчиняются ли в действительности реальные газы и пары уравнению состояния (26). Надо сравнить экспериментальные результаты [c.34]

Отклонение свойств реальных газов и паров от свойств идеального газа обнаруживается не только при изучении сжимаемости газа или (что то же самое) зависимости между параметрами р, v и Т, но также и при изучении калорических свойств газов и паров, например их теплоемкости. Термодинамика учит, что теплоем- [c.36]

В действительности адиабатный процесс с трением может быть осуществлен только в том случае, если рабочий агент имеет физические свойства реальных газов и паров. Поэтому, допуская такие процессы, нельзя применять формулы, полученные в термодинамике для идеального газа и, прежде всего, уравнение состояния в виде формулы (8). Как было выяснено выше ( 8, Б), в этом случае следует учесть коэффициент сжимаемости а = а р, t) и взять уравнение состояния в виде формулы (26). [c.56]

Коэффициент теплопроводности газов, приближающихся по своим свойствам к свойствам идеальных газов, слабо изменяется с давлением. Исключение составляют очень низкие (меньше 20 мм рт. ст.) и очень высокие (больше 2-10 Н/см ) давления. Коэффициент теплопроводности водяного пара и других реальных газов, существенно отличающихся от идеальных, сильно зависит также и от давления. Эту зависимость можно определить аппроксимационной формулой [c.11]

Изучение свойств реальных газов и паров, начатое в XIX в., продолжается и в настоящее время, особенно в области высоких давлений и температур. Одновременно происходит дальнейшее изучение, развитие и практическое осуществление различных циклов. Над решением этих задач работает ряд научных коллективов страны. [c.3]

Уравнение Ван-дер-Ваальса с качественной стороны достаточно хорошо описывает свойства реального газа, но результаты численных расчетов не всегда согласуются с экспериментальными данными. В ряде случаев эти отклонения объясняются склонностью молекул реального газа к ассоциации в отдельные группы, состоящие из двух, трех и более молекул. Ассоциация происходит вследствие несимметричности внешнего электрического поля молекул. Образовавшиеся комплексы ведут себя как самостоятельные нестабильные частицы. При столкновениях они распадаются, затем вновь объединяются уже с другими молекулами и т. д. По мере повышения температуры концентрация комплексов с большим числом молекул быстро уменьшается, а доля одиночных молекул растет. Большую склонность к ассоциации проявляют полярные молекулы водяного пара. [c.10]

В качестве реального газа рассмотрим водяной пар, который широко используется во многих отраслях техники, и прежде всего в теплоэнергетике, где он является основным рабочим телом. Поэтому исследование термодинамических свойств воды и водяного пара имеет большое практическое значение. [c.34]

Ознакомимся с некоторыми терминами, которые следует четко усвоить для понимания последующего материала и работы со справочными данными о свойствах веществ. Приняты следующие названия характерных состояний точка а — кипящая жидкость точка Ь — сухой насыщенный пар (пар, находящийся в равновесии с жидкостью, становится сухим , если, не изменяя р а Т, удалить из системы жидкую фазу механическим путем) точка с — влажный пар (смесь кипящей жидкости и сухого насыщенного пара, область ж- -п) точка е (или ) — перегретый пар (газообразное состояние вещества, область п поблизости от пограничной кривой пара среда обладает свойствами реального газа — см. 11, при удалении точки, изображающей состояние вещества, вправо и вверх имеем в пределе идеальный газ) точка й (или /) — жидкость (жидкое состояние вещества, область ж). [c.108]

Для реальных газов критическое давление может быть найдено по точке пересечения кривых ш/= = т/ р) и а — а р), первая из которых построена по формуле (7.36) с использованием, например, для водяного пара таблиц или к—5-диаграммы, а вторая — с использованием таблиц термодинамических свойств вещества. Используются также приближенные расчеты по формулам идеального газа со значением показателя адиабаты к для данного реального газа (для водяного пара см. 14). [c.182]

Рис. 1.12, Изобары для воды и водяного пара в р, Т-диаграмме 1.4. ТЕРМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ

До сих пор основным источником точных сведений о свойствах реальных веществ является эксперимент. Этот путь получения данных требует создания сложных установок и затраты большого количества времени. Поэтому подробные сведения собраны лишь для ограниченного числа веществ, наиболее важных для техники, таких как водяной пар, углекислый газ, азот и некоторые другие газы. Между тем круг веществ, представляющих интерес для техники, все более расширяется. Естественно, что возникает стремление использовать уже имеющиеся данные для предсказания, хотя бы приближенного, свойств малоизученных веществ, т. е. появляется необходимость сравнения свойств веществ. [c.32]

Уравнение состояния реального газа, отражающее все его свойства, как это будет показано ниже (см. 4.9, 4.10) весьма сложно, и непосредственное использование его при исследовании термодинамических процессов связано с большими трудностями. Процесс вычислений значительно облегчают ЭВМ, с помощью которых по сложным уравнениям вычисляют наиболее употребимые параметры состояния с относительно небольшими интервалами их значений. По результатам расчета составляют таблицы термодинамических свойств и строят термодинамические диаграммы, такие, как Гх-диаг-рамма и ей подобные. Таблицы и диаграммы широко используют в анализах и технических расчетах, например, процессов изменения состояния водяного пара (см. 11.6 и гл. XII) и других веществ. [c.40]

Физико-химическое воздействие внешней среды на механические свойства поверхностного слоя металлов и сплавов. Поверхность металла обладает повышенной химической активностью и в реальных условиях неизбежно адсорбирует атомы элементов окружающей среды, покрываясь слоями адсорбированных газов, паров воды и жиров. Слой жира достигает нескольких сот микрон, пленка водяных паров составляет 50—100 слоев молекул. Жировые пленки прочно связаны с поверхностью металла и не удаляются обычными механическими и химическими средствами. После промывки деталей керосином и бензином на поверхности остается слой жиров в 1—5 мкм. Очень тщательной очисткой можно довести толщину слоя жиров до 0,1—0,001 мкм (примерно 100— 10 рядов молекул). Воздействие внешней среды приводит к образованию на поверхности металла различных соединений, прежде всего различных окислов. Они быстро возникают в результате влияния атмосферного кислорода. Толщина наружной пленки в окисляющихся металлах равна примерно 20—100 А (10—20 слоев молекул). Например, окисная пленка в стали равна 10— 20 А, а алюминии — 100—150 А. [c.51]

Для многоатомных газов при приближении k к единице а, как видно из формулы (291), также приближается к единице. Для воздуха ст представляет собой слабую функцию температуры и при О" С равна 0,720. При высоких температурах а несколько возрастает и при 1000° С делается равной 0,727, У несовершенных (реальных) газов ст может сильно зависеть от температуры. Например, у сухого насыщенного пара при давлении 1 бар и изменении температуры от 100 до 300° С коэффициент ст увеличивается вдвое. Перегретый пар, приближающийся по своим свойствам к идеальному газу, при температурах 250—300° С имеет значение а = 0,9. [c.163]

На рис. 3.10 приведена граница инверсии скорости звука в водяном паре, которая является геометрическим местом точек таких значений put, при которых скорость звука в водяном паре имеет минимум Аналогичные зависимости, приведенные к критическим параметрам для водорода (кривая 1) и углекислого (кривая 2) газа, изображены на рис. 3.11. Эти кривые построены как результат анализа зависимостей, приведенных на рис. 3.8 и 3.9. Совершенно очевидно, что полученные на рис. 3.10 и 3.11 графики р = f t) являются геометрическим местом не только точек, в которых имеет минимум температурная зависимость скорости звука, но и таких, в которых постоянными остаются показатель изоэнтропы (к = 2 для Н О и СО и = 2,4 для Нг) и объемное соотношение сжимаемой и конденсированной фаз ((3 = 0,5) в реальном газе. Из анализа табличных данных термодинамических свойств различных газов можно установить, что при определенных значениях р и Т в закритической области состояния имеется минимальное (Эр/ЗПр и максимальное (dv/dT)p значения производной. С точки зрения возможности построения границы инверсии температурной зависимости скорости звука для различных газов интересно выяснить, не совпадают ли с ней экстремальные точки указанных выше производных. С этой целью запишем плотность реального газа как плотность однород- [c.61]

Смесь воздуха и пара является реальным газом. Как известно, свойства реальных газов тем больше отклоняются от свойств идеальных газов, чем выше плотность i-аза и чем ниже его температура. Отклонение особенно велико в области изменения агрегатного состояния пара. При небольших давлениях и температурах, имеющих место в шахтах и большинстве других сооружений, сухой воздух по своим свойствам весьма приближается к идеальному газу. Водяной пар, находящийся в воздухе в состоянии, близком к насыщению, не может быть отнесен к идеальным газам. Правда, водяной пар воздуха находится под весьма низким парциальным давлением. Таким образом, низкое давление пара приближает его свойства к свойствам идеального газа, а близость к состоянию насыщения — к свойствам реального газа. Сравним термодинамические соотношения для влажного воздуха, рассматривая его как идеальный газ и как смесь идеального и реального газов. При расчетах влажного воздуха обычно наиболее важна зависимость между его влагосодержанием х или d. относительной влажностью ф, давлением смеси В и давлением насыщенных паров при данной температуре P =f(t). При условии, что водяной пар — идеальный газ, такие соотношения, как известно, легко получить путем по- [c.6]

Экспериментальное изучение свойств различных веществ, в особенности водяного пара, при высоких температурах и давлениях, предпринятое в последнее время, обнаружило некоторые новые овойства реальных газов. [c.133]

Только при очень высоких температурах, т. е. при очень больших перегревах пара (перегревом пара называется разность температур перегретого и насыщенного пара при одном- и том же давлении), свойства реальных газов близко напоминают свойства идеального газа. В этом смысле, если под газом понимать такое вещество, которое по своим свойствам мало отличается от идеального газа, то сильно перегретый пар можно назвать газом. [c.165]

Из физики известно, что реальные газы при определенных условиях могут быть сжижены или превращены в твёрдое состояние. Иначе говоря, реальные газы являются перегретыми парами определенных жидкостей. В технике широко применяют пары различных веществ воды, аммиака, хлористого метила и др. Наибольшее применение находит водяной пар, который является рабочим телом паровых машин, отопительных и других устройств. Чем ближе газ к переходу в жидкое состояние, тем больше он отклоняется от свойств идеального газа. Уравнение состояния реальных газов, в основу которого были положены представления о молекулярнокинетических свойствах и строении этих газов, было получено в 1873 г. Ван-дер-Ваальсом. Это уравнение имеет вид [c.13]

Здесь R - газовая постоянная, Дж/(кг К) - коэффициент сжимаемости реального газа - температура среды перед клапаном при давлении Pi, К F - площадь сечения клапана, равная наименьшей площади сечения в проточной части, мм Oj, - коэффициенты расхода, соответствующие площади F, для газообразных и жидких сред соответственно (указываются в паспортах предохранительных клапанов) Ра - плотность жидкости перед клапаном при Pi и Ti, кг/м i - коэффициент, учитываюицш физико-химические свойства водяного пара при рабочих параметрах перед предохранительным клапаном, выбирается по соответствующим таблицам или подсчитывается по формуле [c.209]

В 2 уже отмечалось, что пар прелс.тявляе.т- собой некоторое промежуточное агрегатное состояние между жидкостью и газом. т. е. является реальным газом со сравнительно высокой критической температурой, находящимся недалеко от состояния насыщения. Чем выше температура и чем ниже давление пара, тем более он по своим свойствам приближается к идеальным газам. Поэтому, если имеется в виду водяной пар при низких давлениях и высокой температуре, например пар в продуктах сгорания топлива, то его можно рассматривать как идеальный газ, так как в этом случае силы сцепления между молекулами незначительны, а объем молекул мал по сравнению с объемом газа. Наоборот, в паровых двигателях или в нагревательных устройствах пар применяется обычно при таких давлениях и температурах, что применять к нему в этих состояниях законы идеальных газов и, в частности характеристическое уравнение идеального газа pv = RT, являлось бы неправильным, особенно при повышенных давлениях пара. Такой пар рассматривают как реальный газ и применяют для него соответствующее характеристическое уравнение. Распространенным и достаточно простым характеристическим уравнением для реальных газов является уравнение Ван-дер-Ваальса [c.121]

Это уравнение, однако, не является вполне точным, так как не учитывает всех факторов, влияющих на его структуру. Советскими учеными профессорами М. П. Вукаловичем и И. И. Новиковым (Московский энергетический институт имени В. М. Молотова) было получено более точное уравнение состояния для перегретого пара, наиболее полно учитывающее физические свойства реальных газов (явления образования сложных молекул). Уравнение это имеет следующий вид [c.122]

В области паровоздушной смеси воздух и водяной пар рассматриваются как идеальные газы, а в области чистого пара учитываются реальные свойства перегретого водяного пара. Линия = 1 характеризует состояние сухого насыщенного пара и поэтому она должна была бы совпадать с линией X = 1, т. е. с пограничной кривой. Как это видно из фиг. 67, такое совпадение имеет место только при сравнительно низких давлениях с повышением давления эти линии существенно расходятся, в связи с идеализацией свойств пара при построении линий = onst. [c.143]

В противоположность этому такое упрощение применительно к парам дает больщую погрешность, поэтому в технической термодинамике они относятся к реальным, газам и их свойства изучаются с учетом как сил взаимного притяжения молекул, так и конечности их объема. Вытекающие из этих предпосылок закономерности получаются гораздо более сложными, чем для идеальных газов. [c.12]

При анализе циклов ПГТУ предполагалось, что рабочий пар (парогазовая смесь) подчиняется законам идеального газа. В действительности же при высоких давлениях и умеренных температурах реальные газы (когда они становятся малосжимаемы-ми) имеют некоторое отклонение от свойств идеального газа в этих условиях работа сжатия реального газа становится меньше (на 5—10%) [9], чем для идеального газа. Однако в области исследованных температур и давлений этим эффектом можно пренебречь. [c.26]

Уравнение (11) представлено в виде уравнения типа (6) для л смеси идеальных газов и поправки В, полученной из уравнения Вукаловича — Новикова и учитывающей отклонение пара от свойств идеального га за. Получим уравнение для используя для пара уравнение реального газа Молье [c.7]

Промежуточное состояние вещества между состоянием реального газа и жидкостью принято называть парообразньш или просто паром. Превращение жидкости в пар представляет собой фазовый переход из одного агрегатного состояния в другое. При фазовом переходе наблюдается скачкообразное изменение физических свойств вещества. [c.48]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...